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Abfederung für zwei unter wechselnder Belastung gegeneinander bewegliche
Teile, insbesondere für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfederung
für zwei unter wechselnder Belastung gegeneinan-,d'er bewegliche Teile, insbesondere
auf die Abfederung von Straßen- oder Schienenfahrzeugen.
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Bei. Fahrzeugen mistgroßem Unterschied zwischen dem Leergewicht und
dem Belastungsgewicht ist eine Abfederung mixt gleichbleibender Federkonstante unerwünscht,
da eine Abfederung, die ,dem Leergewicht angemessen ist, für das Abfedern des belasteten
Fahrzeuges nicht steif genug ist, während eine Abfedierung, die dem höchsten Belastungsgewicht
angepaßt ist, für eine gute Ab-
federung des unbelasteten Fahrzeuges zu. steif
ist. Es ist daher auch: schon vorgeschlagen worden, die Abfederung von Fahrzeugen
derart auszubilden, daß @die Federkonstante mim zunehmender Belastung ebenfalls
zunimmt. Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung einer Abfederung von unter
wech@selndier Belastung gegeneinander beweglichen Teilen, durch @die die Federkonstante
nach einer dem geringen Anfangsgewicht entsprechendenGröße mit der zunehmenden Belastung
ebenfalls erhöht wird, sobald die Belastungeinen bestimmten Wert erreicht oder übersteigt.
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Nach der .Erfindung sind- bei` einer Abfederung für zwei unter wechselnder
Belastung eegenei.nander bewegl.icbe Teile, insbesondere für Fahrzeuge, die .aus
wenigstens zwei. zwi,achen diesen Teilen h.interei-nander angeordneten DruckfedergLiedern
besteht, zwei -dieser Federglieder nach einem bestimmten Federweg durch Anschläge
an: dien sie zuvor nicht unmittelbar beeinflussenden Teilen belastet, so d:aß sie
aus der bis dahin vorliegenden
Reihenschaltung einander parallel
geschaltet werden.
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Um dabei auch. zu einer Abfederung der beiden Teile bei einer Entlastung
zu kommen, ist eines der beiden Federglieder beiderseits durch feste Anschläge der
beiden -abzufedernden Teile b,eaufschlagbar. Daneben, können weitere Federglieder
vorgesehen .sein, die jeweils erst bei einer noch größeren Belastung wirksam werden,
um auch bei der Höchstbelastung eine gute Abfederung zu erreiehen..
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Die neue Abfederung kann 1dabei aus einer Rohrhülse mixt ausziehbarer
Stange bestehen, wo#beii die Stange im Bereich der Hülse mehrere Federglieder, etwa
Gummimuffen, aufnimmt, denen an dem in der Hülse liegenden Teil :der Stange Mitnehmerscheiben
und .an der Hülse Endanschläge zugeordnet sind, wobei .diese Mitnehmer- und Endanschläge
so. verteilt sind, @daß mit der Belastung zunächst wenigstens zwei :dier Federglieder
in Reihe belastet wer-,den, worauf nach ,einem bestimmten Belastungsweg (diese Fe:dengliedier
durch das Wirksam-,ver@den der Endanschläge bzw. der Mitnehmer einander parallel
geschaltet und diänn bei einer bestimmten weiteren Belastung auch das oder die weiteren
Federglieder zugeschaltet werden.
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Die neue Ausbildung isst nachstehend an Hand des in der Zeichnung
:dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fing. i einen Achsenschnitt
durch ,das Federglied. und, Fig. 2 dessen Anordnung für die Radabfederung an. einem
Drehgestell für Schienenfahrzeuge.
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Das Federglied isst von einem zyl:i@ndri.schen Gehäuse i aufgenommen,
das aus einem längeren Rohrstück 2 und einem kürzeren Rohrstück 3. besteht. Die
ibeiden Rohrstücke :sind an deneinander zugekehrten Enden mit Innengewinde versehen
und durch einen eingeschraubten Gewindering 4 zusammengehalten. Die beiden Rohrstücke
haben den gleichen lichten Durchmesser, wobei jedoch das längere Rohrstück 2 etwa
in der Mitte mit einem nach innen vorspringenden. Bundri:ng 5 versehen ist. Die
freien Enden der beiden Rohrstücke 2, 31 haben Außengewinde. Das kürziere Rohrstück
3 ist durch eine Schraubkappe 6 abgeschlossen, die ein Lager-Auge 7' für die Aufnahme
eines Befes.tiigwngsbolzens trägt. Das längere Rohrstück 2 nimmt eine mit einer
Mittelbohrung 9 versehene Kappe i81 auf.
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In Ader Roh@hüls" i ist eine Stange io gefülhrt, :die :die Bohrung
9 durchsetzt und an idiem vorstehenden mit Gewinde i i versehenen Ende einen Augennippel
12 trägt. Zwischen: dem Nippel 1a und der Kappe 8 ist ein Schutzhalg 28 angeordnet.
Die Stange io isst über die Länge zweimal -abgesetzt, so daß sich, von .dem Ende
i i her betrachtet, drei AbsrJhnitte 13, 1i4., 15 ergeben, die im Durchmesser abnehmen.
Der Absatz zwischen den Ahadhni,tten 15, 14 liegt dabe1 im Bereich des kürzeren
Rohrstückes 3, und zwar näher an dem Kuppelling 4 als an der Abachlußkappe 6, während
der Absatz zwischen dien Abschnitten 14, 13 etwa in der Mitte z;%vils:chen dem Ring
4 und der Kappe 8 liegt. Das Ende eines jeden Abschnittes 13, 14, 15 ist mit Gewinde
versehen. Auf den: Gewindeteil des Ab-
schnittes 15 vsit eine Abs:dhfußsdheibe
16 aufges:chrawbt, deren Durchmesser .etwas geringer ist als der lichte Durchmesser
des Rohrstückes 3.
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Auf das Gewindeende des mittleren Abschnittes 14 ist eine Scheibe
17 aufgeschraubt, deren Außendurchmesser etwas. kleiner ist .als ,der lichte Dur:chmesser
des Kuppelringes 4, während das Gewindeende :des, untersten, Abschnittes 13 eine
Muffe 18 aufnimmt.
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Das Endgewindie i i der Stange io- trägt zwei Schraub:ringe i9, deren
Außendurchmesser kleiner ist als :die Bohrung 9 der Kappe B. Diese beiden Schraubringe
i9 bilden ein festes Wiiderlager für eine Scheibe 2o, die auf dem Abschnitt 13 der
Stange iot verschiebbar geführt isst, aber einen größeren Durchmesser hat als: @die
Bohrung 9, so :daß sie sich auf die Innenseite der Kappe 8 auflegt.
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Die Scheibe 2o bildet das Stützlager für eine Gummimuffe 2 i, die
auf den Abschnitt 13 aufgeschoben ist und auf Ader eine Scheibe 22 aufliegt,
deren Außendurchmesser !kleiner irst als der lichte Durchmesser des Rohrstückes
2, aber größer ist als der ,lichte Durchmesser des in diesem vorgesehenen Bundringes
5. Die. Scheibe 22 liegt dabei unter dem Bundring 5. Der Lochdurchmesser edier Scheibe
22 ist jedoch kleiner als der Außen:dünchmesser der Muffe 18.
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Über der Muffe i8 ist auf dem Mietelabachni:tt 14 der Stange io eine
Scheibe 23 ,geführt. Die !beiden SChefibeU 2:2,23, tragen auf den einander zugekehrten
Flächen Gummitscheiben 24, zwischen denen eine Abstandshülse 29 liegt.
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Auf der Seheibe 23! sitzt eine zweite Gummimuffe 25, deren
oberes Ende an der Scheibe 17 anliegt. Die Scheibe 17 trägt auf ihrer Nabe unter
Zwischenlage einer (Gummischeibe 3 i eine lose Scheibe 27, zwischen der und der
Abschlu.ßscheibe Tt6 eine dritte Gummimuffe 26 angeordnet ist. Der Außendurchmesser
der Scheibe 27 ist größer als der Innendurchmesser des Kuppelringes 4.
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Die Gummimuffen 21, 25, 26 haben den gleichen Innendurchmesser, wobei;
Metallbüchsen 30: den Unterschied gegenüber den Durchmessern der Abschnitte 14 und,
j_3 ausgleichen. Die Lage der beweglichen Teile zu der Rohrhülse 2, 3 isst vorstehend
.in bezug auf die un.-belas:tete Einrichtung beschrieben worden, wobei also die
Stange keiner Einwirkung ausgesetzt ist, die versucht, sie axial zu der Rohrhülse
2, 3 zu verschieben. In, dieser Ruhelage beträgt ider Abstand, zwischen dem festen
Bundring 5 des Rohrstückes. 2 von der Scheibe 23 etwa 1/s des. Absitan!des des Kupp'elringes
4 von der Scheibe 27. Dieser Grund abstand der Teile richtet sich jedoch nach der
jeweils verlangten Charakteristik des. Federgliedes.
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Das. neue Federgliied wird zwischen den gegenei!nandier abzufedernden
Teilen sio angeordnet, daß der an dem einen Teil angreifende Kuppelbälzen an dem
Auge I2 .und der Kuppelbolzen des arideren Teiles an dem Auge 7 angreift. Die Anordnung
ist
@dabei so getroffen, daßdurch, die Belastung der Teile oder einen auftreffeniden
Stoß die Stange io aus der Rohrhülse i herausgezogen, wird. Dieses Herausziehen
der Stange io erfolgt entgegen der Wirkung der beiden Giummi,mu.ffen 21,
25, da beim Herausziehen der Stange io aus der Rohrhülse i die auf
ihr aufgesichranibte Scheibe 17 die Gummimuffe 25 zusammenzudrücken versucht, wobei
diese Pressung über die Teile 23, 299 22 auf die Gummimuffe 21 übertragen
wund, die sich auf edier an der Kappe 8 anliegenden Scheibe 2o@ abstützt. Die beiden
Gummimuffen werden somit zunächst gleichmäßig gestaucht. Nach einer bestimmten Ax.ialverschiebunig
der Teile gelangt die Scheibe 23 des Mittelabschnittes 14 an ,dem Bu indring 5 zur
Anlage und kann somit an der weiteren Auszugsbewegung ,der Stange io aus, ,dier
Hülse i nicht mehr teilnehmen. Durch diese weitere Auszugsbewegung der Stange io
wird somit die Gummimuffe 25 zwischen den Teilen 17, 23 für sich allein weiter gestaucht,
währende die Muffe i8 sich auf die Scheibie 22 legt, so daß also die lGummimuffe
21 ebenfalls gesondert gestaucht wird. Die beiden Gummimuffen 25, 21 sind somit
nicht mehr in Reihe hintereinander, :sondern einander parallel geschaltet.
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Dieser Übergang ,der Pufferwirkuirg der beiden Gummimuffen 25, 21
von Ader Serienschaltung zur Paral.lelsch.altung führt zu einer starken Steigerung
,des, Federungsvermöigens, dia die Federstie.ifigkeit bei dem Übergang etwa im Verhältnis
von 1 :.4 ansteigt, wenn @die beiden die gleichen Abmessungen haben.
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Während dieser An,sowgsbewegung ,dier Stange io aus. edier Hülse i
behält die Gummimuffe 26- auf dem obersten Abschnitt 15 der Stange i.o( die Grundstellung
bei. S,ie bewegt seich nur mit der Stange io, ohne in irgendeiner Weise beeinflußt
zu werden. Sobald jedoch mit einer weiteren Auszugsbewegung der Stange io- aus der
Hülse i die Scheibe 27- auf .dem Kuppelri:nig 4 zur Anlage kommt., wird auch ,die
Gummimuffe 26 zwischen ,der Scheibe 27 und dem Teil 16 gestaucht. Es sind dann alle
drei Gummimuffen 21, 25, 26 einander parallel geschaltet, und die Federsteifigkeit
erfährt hierdurch ,eine weitere wesentliche Erhöhung.
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Damit ergibt, sich folgendte Wirkung des neuen Dämpfungsgliedes: i.
Zwei Federglieder wirken ein Reihenschaltung; 2. die gleichen Federglieder sind
einander parallel geschaltet; 3. alle drei Federglieder siind' einander parallel
geschaltet.
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Wenn nach der Überwindung eines Hindernisses die Stange io unter der
Wirkung ,der Federaufhän,gung wieder in,die Hülse i eingezogene wird, dann wirkt
diesem Rückgang nur die dann; eintretende Stauchunig der Gummimuffe 21 entgegen.
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Durch die in die Hülse i zurückgeschobene Stange io wird, von den
Schraubringen ig die Schieibe 20 mitgenommen, deren Relativbewegung zu der Hülse
i aber durch die Anlage ,der Scheibe 22 an dem Bundrinig 5 begrenzt ist, während:
die beeiden- anderen Gummimuffen 25, 26 frei in die Ausgangsstellung zurück ,gehen
können. Bei. der Anwend(unig ,dies neuen Dämpfunigs-,gliedes nach Fiig. 2 ,dient
der Dämpfungskörper zur Stoßdämpfung der Räder eines Drehgestells für Schienenfahrzeuge.
Die Achslager 40 sind über zwei einander parallele Lenker 41 von dem Drehgestell
42 aufgenommen. Das neue Feder-oder Dämpfunigsiglied 43 ist über das- Auge 7 der
Kappe 6 mit Odem, Zapfen 43 des. unteren Lenkers gekuppelt, während das Auge 12
der Stange io an dem Kuppelzapfen 44 :des oberen Lenkers 41 mit dem Achslager 40
angreift. Demzufolge wird also beim Anheben der Räder bzw. deren Achslagger 40 gegenüber
dem Drehgestell 4:2 das Dämpfungslil d 43? ausgezogen und beim Zurückgang,der
Teile g e zusammengeschoben. Die Oabl und @die Anordnung der Federkörper kann dabei:
dien jeweiliigen Erfordernissen anigepaßt sein. Insbesondere kann, deren Zahl vorn
der aufs zwei Stück bestehenden Mindiestmen,ge beliebig gesteigert werden. Dabei;
können ,die verschiedenen Federkörper auch nebeneinander angeordnet sein, solange
die Anordnung so getroffen isst, .diaß wenigstens zwei: Fedierglieder zunächst in
Reihenschaltung wirken, bei einer gewis;se.n Belastung jedoch einander parallel
geschaltet werden, wobei mit ,diem Übergang von der Reihenschaltung zur Parallelisch.altung
eine erhebliche Vergrößerung dies: Feiderungsvermögens, einhergeht.
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Das neue Federglied eignet sich besonders. zur Abfederung solcher
Fahrzeuge, die mit stark schwankender Belastung gefahren werden, ,d. h. inisbesonidere
für Schienenfahrzeuge und. Zugmaschinen.
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Die in dem Aus.führungsibeispiel beschriebene Konstruktion kann :dabei
ein weiten Grenzen abgewandelt, werden. So kann das Gehäuse aus einem Stück gefertigt
seien, wobei: dann .an d.ie Stelle des Koppelringes. ein zweiter Innenhund tritt.
Die in dem Beispiel. beschriebene Unterteilung des Gehäuses erleichtert jedoch den
Zusammenbau der Teile. Auch kann die Abstandsbüchse Zig bei entsprechender Bemes,siunig
der durch s:ie beeinflußten Teile weggelassen werden.